火焰原子吸收光谱法测定铋锭中的铜量

梁莉芳，王 欢（株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲 412004）

火焰原子吸收光谱法测定铋锭中的铜量

梁莉芳，王 欢
（株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲 412004）

介绍了用硝酸低温溶解试样，在稀酸介质中，于原子吸收光谱仪波长324.7 nm处，使用空气－乙炔火焰测定铜的含量。在最佳的试验条件下，在标准控制范围内铜的质量浓度与吸光度线性关系良好，加标回收率为97.0%～101.5%，测定铋锭中的铜相对标准偏差较小，测定结果准确度好、精密度高，此方法可靠、准确、操作简便。

铋锭；铜；火焰原子吸收光谱法

铋是一种稀少元素，在地壳中的含量只有千万分之二。铋锭表面呈淡棕色，断口为银白色，具有强金属光泽，主要用于生产含铋合金、医药、化学试剂等［1］。铋锭中主要的杂质元素有铅、铜、锌、银、砷、铁等［2］；目前，对于杂质铜含量的分析方法主要有：原子吸收光谱法［3］、电感耦合等离子体发射光谱法［4～6］、分光光度法等［7，8］；而铋锭中铜含量的分析方法主要采用分光光度法［9，10］，该方法预处理流程长，本文采用采用硝酸介质，于波长324.7nm对铋锭中铜进行测定，精确度和精密度较高，含量范围较宽，有较好的灵敏度和选择性，结果令人满意。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

TAS－986型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器公司制，附铜空心阴极灯）。

铋基体溶液：称取20.000 0 g高纯铋锭（ωBi≥99.999%），置于250 mL烧杯中，用硝酸低温加热溶解完全，取下冷却，移入100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀释至刻度，混匀。

硝酸溶液（1＋1）：边搅拌边缓慢加500 mL硝酸（ρ＝1.42g／mL）至500 mL水中。

铜标准贮存溶液A：称取1.000 0 g纯铜（≥99.995%），置于250 mL烧杯中（精确至0.1 mg），加入15 mL硝酸溶液（1＋3），盖上表面皿，低温加热溶解完全，煮沸驱除氮的氧化物，取下冷却，移入1 000 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL含1.0 mg铜。

铜标准溶液B：移取铜标准贮存液A 1.00mL于100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀释至刻度，摇匀；此溶液为1 mL含10.0μg铜。

在分析过程中，所用试剂均为分析纯，所用的水为蒸馏水或相同纯度的水。

1.2 试验方法

移取4.00 mL铜标准溶液B于50 mL容量瓶中，加入2.50 mL硝酸溶液稀释至刻度，摇匀；于原子吸收光谱仪波长324.7 nm处，使用乙炔－空气火焰，以水调零，测其吸光度，测两次，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 仪器参数的选择

2.1.1 灯电流的选择

波长为324.7 nm，助燃气空气压力为0.2 MPa，光谱通带宽度为0.2 nm，固定乙炔流量为2 000 mL／min，按试验方法进行，测得强度值见表1。

表1 灯电流选择

由表1数据表明，灯电流的改变会对吸光度值产生影响；因此，本试验将选择2.0 mA为测定铜含量的灯电流。

2.1.2 乙炔气流量的选择

固定灯电流为2.0 mA，改变乙炔气流量，其它条件同上按试验方法进行，测得强度值见表2。

表2 乙炔气流量选择

从表2数据可知，乙炔气流量的变化会使吸光度发生变化，且当乙炔气流量为2.0 L／min时，所测得的吸光度值最大，因此，将以2.0 L／min作为本试验中测铜含量的乙炔气流量。

2.1.3 燃烧器高度的选择

波长为324.7 nm，助燃气空气压力为0.2 MPa，光谱通带宽度为0.2 nm，固定乙炔流量为2 000 mL／min，改变燃烧器高度，按试验方法进行，测得吸光度见表3。

表3 燃烧器高度的选择

表3数据表明，在选择试验中，最佳燃烧器高度为6.0 mm，故在本试验中的燃烧器高度将设定为6.0 mm。

综上所述，选择仪器参数见表4。

表4 仪器条件

2.2 溶样方法试验

使用硝酸溶解试样，当称取2.000 0 g试样时，分别加入10～30 mL左右硝酸（1＋1），在低温加热条件下均可将试样溶解完全，从溶样时间及溶样完全情况、酸影响等条件考虑，本试验在溶解试样时加入20 mL硝酸（1＋1）。

2.3 基体影响［4］

试样中有大量铋基体存在，为了考察铋基体是否影响试验结果，试验配制两组铜标准溶液，一组不加铋基体，另一组标准中加入0.2 g／mL的铋基体，对两组标准进行吸光度测试，试验结果见表5。

表5 基体干扰影响吸光度

试验结果表明，其它条件相同的情况下，加了铋基体的标准溶液所测得结果比纯标准溶液低；由此可知，铋基体对试验结果有影响，试验将通过基体加入法进行影响消除。

2.4 工作曲线的绘制

分别移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、5.00 mL铜标准溶液于一组50.00 mL容量瓶中，依次加入10 mL铋基体溶液，2.50 mL硝酸溶液，用水稀释至刻度，混匀。于原子吸收光谱仪波长324.7 nm处，使用空气－乙炔火焰，测量标准溶液吸光度，减去标准系列“零”浓度溶液吸光度，以铜浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线如图1所示。

图1 铜标准曲线

在试验条件下，铜元素的测定相关系数大于0.999 9，铜含量与吸光度呈良好的线性关系，线性回归方程见表6，由此可知，该标准溶液在本试验中可行。

表6 线性回归方程

2.5 精密度试验按照所选的试验方法及条件，随机对几批铋锭

试样进行测定，结果见表7。

表7 精密度试验%

表7试验结果表明，在试验条件下，铜元素的测定结果相对偏差不大于5.0%，精密度较好。

2.6 准确度试验

按照试验方法对上述B试样采用试样加标准的方法，测定铜的回收率，以检验该方法的准确度。其测定结果见表8。

由表8可以看出，试验测定铜的回收率在97.0%～101.5%之间，表明本试验方法精密度良好，准确度可靠，在铋锭中铜量的测定中切实可行。

表8 准确度试验

3 试样分析

3.1 分析步骤

3.1.1 试样溶解

称取2.000 0 g具有代表性的试样，将试样于200 mL烧杯中，加入20 mL硝酸（1＋1），低温加热溶解完全，冷却至室温。移入50 mL容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀；于原子吸收光谱仪波长324.7 nm处，使用空气－乙炔火焰，测量溶液吸光度。

3.1.2 测定次数

独立地进行3次测定，取其平均值。

3.1.3 空白试验

随同试料做空白试验。

3.2 分析结果的计算

铜含量以铜的质量分数ωCu计，数值以%表示，按公式（1）计算：

式中：c为自工作曲线上查得铜的质量浓度／μg·mL－1；c0为随同试样的空白溶液的铜浓度／μg·mL－1；V为试液稀释后的体积／mL；m为试样的质量／g。

所得结果表示至五位小数。

4 结 论

该试验方法试验流程短，操作简单，且方法精密度好，准确度高，适用于铋锭中铜量的测定，与传统的试验方法相比，不仅简化了流程，大大缩短检测时间，能够在短时间内对生产情况产生准确快速反应，且降低了人力物力的耗费，为生产节约了成本。

［1］ 彭友乾.铋的性能及应用简述［J］.中国钨业，1993，（1）：13－16.

［2］ 李宝诚.高纯铌、铋、钨辉光质谱的多元素分析［D］.北京：北京有色金属研究总院，2012.

［3］ 中南矿冶学院分化研究室.分析化学手册［M］.北京：科技出版社，1982.587.

［4］ 夏之宁.光化学分析［M］.重庆：重庆大学出版社，2004.52－53.

［5］ GB 6379.1－2004，测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）：总则与定义［S］.

［6］ 华东理工大学分析化学教研组.分析化学［M］.北京：高等教育出版社，1994.

［7］ 百利涛，张丽萍，林红.铜测定方法的研究［J］.应用化工，2004，40（5）：903－904.

［8］ 石生勋，锁然，刘士江.吸光光度法同时测定硝酸铋中的铜和银［J］.理化分析（化学分册），40（5）：361－363.

［9］ YS／T 536.1－2009，铋化学分析方法铜量的测定［S］.

［10］北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册［M］.北京：冶金工业出版社，1990.171－173.

Determ ination of Copper Content in Bismuth Ingot by Flame Atom ic Absorption Spectrometric

LIANG Lifang，WANG Huan
（Zhuzhou Smelter Group Co.，Ltd.，Zhuzhou 412004，China）

The samples dissolved in nitric acid at low temperature by flame atomic absorption spectrometry using 324.7 nm as determination wavelength in dilute acid medium，used airacetylene determinate flame copper contention.Under the optimum experimental conditions，the mass concentration of copper showed good linear relationship with the absorbance in the standard control range，and the recoverieswerewithin 97.0%～101.5%.The relative standard deviation（RSD）of copper in bismuth ingot is small，while the measurement results show that the accurate and the precision are high.Thismethod is reliable，accurate and easy to operate.

bismuth ingot；copper；flame atomic absorption

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）03－0073－03

2017－04－22

梁莉芳（1980－），女，工程师，主要从事有色金属分析检测研究工作。